溫度對反應速率的影響

溫度對反應速率的影響

明道高中 程明亮

加油站的空氣中充滿油氣，油氣分子與空氣中的氧不斷 的碰撞，還好，這些碰撞均為無效碰撞，所以加油站都掛有 四個大字―嚴禁煙火，如果有人不小心抽煙點火，提供了較 高的溫度，使碰撞分子的動能提高，則可能產生”有效碰撞”，

反應放出的能量再提供後續分子的反應，如此將一發不可收 拾，即是所謂的油氣爆炸。今天我們要探討螢光棒的反應與 乾電池提供電能的反應，在不同溫度下進行，看看反應速率 有何明顯差異。

原理：

根據碰撞學說，反應物分子要互相作有效碰撞才能夠產生反 應，有效碰撞的條件有二：1.反應物分子需具有足夠的動能(產生反應 所需最小動能可以稱為低限能)；2.反應物分子相互碰撞位向正確；此 二條件，缺一條件即成無效碰撞，當反應溫度提高時，因分子平均動 能與絕對溫度成正比，當分子平均動能增大時，達到低限能的分子數 顯著增加，有效碰撞頻率增大，反應自然就加速了。

反之，當溫度急速下降時，達到低限能的分子數顯著減少，有 效碰撞頻率隨著降低，螢光棒的亮度將顯著變弱，而利用電池驅動的 馬達風扇，轉速將很快變慢，甚至停止下來。

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材料：

熱水(65~70℃) 80 毫升 量筒(100 毫升) 2 個 3 號 1.5V 乾電池 1 個 3 號電池座 1 個 附鱷魚夾導線(紅、黑) 各 1 條 0.5V~6V，10mA 馬達風扇 1 個 燒杯(250 毫升) 1 個 棉布手套 1 雙

做法：

1. 戴上棉布手套，將切成幾公分大的小塊乾冰放入 250 毫升 燒杯中，其量約達半個燒杯，緩緩加入乙醇，即可達零下 約70℃的低溫。

2. 在兩支 100 毫升的量筒中分別倒入 65~70℃的熱水及乾冰 混合乙醇的冷劑，將3 支螢光棒同時折斷內含之玻璃管，

搖一搖使之反應，比較3 支螢光棒的亮度是否大致相同，

將1 支放入熱水中，另 1 支放入冷劑中，最後 1 支置空氣 中，再比較3 支螢光棒的亮度是否明顯不同。

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3. 取 1 顆 1.5 伏特乾電池，裝入 3 號電池座中備用。取一組 鱷魚夾導線分別將電池座兩極連接到小馬達風扇的兩 極，此時風扇應開始轉動，若未轉動，應檢查線路是否接 觸不良。

4. 在風扇運轉的情況下，將電池與電池座自桌面移入 250 毫 升燒杯的冷劑中，看看風扇運轉的情況產生什麼變化？如 果風扇從轉速變慢至停止運轉，會不會讓同學覺得不可思 議呢！

5. 再將電池與電池座自冷劑中移到桌面，看看風扇是不是又 可以恢復運轉？

動腦想一想：

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注意事項：

乾冰會凍傷手指，不能直接用手取用乾冰。

螢光棒未反應完前，可放入冰箱冷凍庫暫存，用完的螢光 棒可小心拆解分類丟棄。

乾冰不可置密閉容器中，以免危險。

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